Устройство для контроля поверхностных дефектов горячей заготовки в процессе ее отливки на мнлз

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено для использования при непрерывной разливке металлов. Устройство для контроля поверхностных дефектов горячей заготовки в процессе ее отливки на МНЛЗ содержит раму 1, датчик 2 цилиндрической формы, ось которого перпендикулярна контролируемой поверхности, узел 5 сканирования, включающий направляющие 6, параллельные контролируемой поверхности заготовки и перпендикулярные ее оси, установленную на направляющих с возможностью перемещения каретку 8 с закрепленным на ней датчиком и привод 9 перемещения каретки, и регистрирующую аппаратуру 10. Для повышения точности и быстродействия устройство содержит второй датчик 3 цилиндрической формы, ось которого перпендикулярна контролируемой поверхности, узел сканирования дополнительно содержит тележку 11, установленную с возможностью касания колесами 12 поверхности заготовки, причем тележка с помощью шарнира закреплена на раме с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, нормальных контролируемой поверхности, из которых одна параллельна оси заготовки, направляющие установлены на тележке. Центры датчиков размещены на одной прямой, параллельной направляющим, и на расстоянии где А - амплитуда сканирования; L₃ - ширина заготовки; R_o - радиус датчика; = 0-40 мм - ширина неконтролируемого участка вблизи кромки заготовки, а координаты центров датчиков вдоль оси, параллельной направляющим, в исходном положении составляют X₁= R_o+; X₂= L₃/2, где отсчет координат ведется от кромки заготовки. 3 ил.

Изобретение относится к металлургии и предназначено для использования при непрерывной разливке металлов.

Известно устройство для контроля поверхностных дефектов горячей заготовки в процессе ее отливки на МНЛЗ, содержащее датчик цилиндрической формы, ось которого перпендикулярна контролируемой поверхности, тележку и регистрационную аппаратуру [1] Недостатком известного технического решения является малая ширина контролируемого участка.

Из известных технических решений ближайшим к изобретению является устройство для контроля поверхностных дефектов горячей заготовки в процессе ее отливки на МНЛЗ, содержащее раму, датчик цилиндрической формы, ось которого перпендикулярна поверхности, узел сканирования, включающий направляющие, параллельные контролируемой поверхности заготовки и перпендикулярные ее оси, установленную на направляющих с возможностью перемещения каретку с закрепленными на ней датчиком и приводом перемещения каретки и регистрирующую аппаратуру [2] Недостатком известного технического решения являются малые точность и быстродействие. Первый недостаток связан с отсутствием в известном техническом решении средства, обеспечивающего постоянство зазора между детектором и контролируемой поверхностью. Второй недостаток связан с использованием единственного датчика и необходимостью большего времени для его перемещения на всю ширину заготовки.

Цель изобретения повышение точности и быстродействия.

Это достигается тем, что устройство для контроля поверхностных дефектов горячей заготовки в процессе ее отливки на МНЛЗ, содержащее раму, датчик цилиндрической формы, ось которого перпендикулярна контролируемой поверхности, узел сканирования, включающий направляющие, параллельные контролируемой поверхности заготовки и перпендикулярные ее оси, установленную на направляющих с возможностью перемещения каретку с закрепленным на ней датчиком и приводом перемещения каретки, и регистрирующую аппаратуру, узел сканирования дополнительно содержит тележку, установленную с возможностью касания колесами поверхности заготовки, причем тележка с помощью шарнира закреплена на раме с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, нормальных контролируемой поверхности, из которых одна плоскость параллельна оси заготовки, направляющие установлены на тележке, центры датчиков размещены на одной прямой, параллельной направляющим, и на расстоянии L_o= A где А амплитуда сканирования; L₃ ширина заготовки; R_o радиус датчика; 0-40 мм ширина неконтролируемого участка вблизи кромки заготовки, а координаты центров датчиков вдоль оси, параллельной направляющим, в исходном положении составляют Х₁ R_o + Х₂ L_3/2, где отсчет координат ведется от кромки заготовки.

На фиг. 1 представлено устройство, план; на фиг. 2 то же, вид спереди; на фиг. 3 геометрические параметры устройства.

Устройство содержит раму 1, первый 2 и второй 3 датчики цилиндрической формы, оси которых перпендикулярны контролируемой поверхности 4. Узел 5 сканирования включает направляющие 6, параллельные контролируемой поверхности заготовки 7 и перпендикулярные ее оси, каретку 8, установленную на направляющих с возможностью перемещения, и привод 9 перемещения каретки, и регистрирующую аппаратуру 10. Устройство содержит также тележку 11, установленную с возможностью касания колесами 12 поверхности заготовки. Тележка с помощью шарнира 13 закреплена на раме с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, нормальных контролируемой поверхности, из которых одна плоскость параллельна оси заготовки. Направляющие установлены на тележке. Центры датчиков размещены на одной прямой, параллельной направляющим, и на расстоянии L_o, а координаты центров датчиков вдоль оси, параллельной направляющим, в исходном положении составляют указанные значения.

Устройство работает следующим образом.

С помощью привода 9 каретка 8 устанавливается в крайнее левое положение. При этом координаты центров датчиков принимают указанные выше значения. Затем включают привод 9 и каретка 8 начинает возвратно-поступательное движение. Его амплитуда выбрана равной А L_o, за счет чего обеспечивается перекрывание участков контpоля первого 2 и второго 3 датчиков. Подбором скорости сканирования достигается перекрытие соседних траекторий сканирования вдоль заготовки. Таким образом устройство обеспечивает сплошной контроль. При этом дефекты фиксируются с помощью регистрирующей аппаратуры.

Устройство может быть использовано для контроля широких граней заготовки.

Ширина неконтролируемого участка не может быть отрицательной, поскольку в этом случае датчики будут выходить за кромку заготовки, и на регистрирующей аппаратуре 7 будет зафиксирован ложный дефект от кромки. Величина не может превышать 40 мм, так как в противном случае, например, для слябов шириной 1000 мм неконтролируемой окажется более 8% поверхности.

П р и м е р. Для контроля сляба шириной 1000 и толщиной 160 мм использованы датчики радиусом R_o 50 мм, величина принята равной 10 мм. Координаты начальных точек центров датчиков Х₁ 60 мм, Х₂ 500 мм. После включения привода 7 датчики начинают возвратно-поступательное движение с амплитудой А 440 мм. В крайнем правом на фиг. 3 положении второй датчик 3 находится на расстоянии 10 мм от правой кромки сляба.

Точность задания зазора h (см. фиг. 2) между датчиками и контролируемой поверхностью определяется расстоянием между передними и задними колесами, равным 0,5 мм. Отсюда, например, при максимальной непланшетности сляба, равной 1 мм на 1000 мм, в предложенном решении отклонение зазора составит 0,5 мм. В известном решении средств обеспечения постоянства зазора, как таковых, нет. Датчик находится на неизменном уровне по высоте, поэтому непостоянство зазора зависит только от расположения сляба. Последний опирается на ролики, расстояние между которыми 2 м, отсюда отклонения зазора составляют 2 мм. Для датчика, работающего в линейном режиме, точность обратно пропорциональна величине зазора, поэтому в настоящем устройстве точность измерения в 4 раза выше.

Вторым преимуществом предложенного решения является повышение быстродействия. Дело в том, что любой датчик и регистрирующая аппаратура имеют ограничения по скорости сканирования. Это ограничение в конечном итоге выражается таким параметром, как максимальная скорость сканирования. Отсюда время измерения определяется только пройденным путем. А поскольку в настоящем устройстве пройденный путь или амплитуда сканирования в два раза меньше, то и быстродействие в два раза выше.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ ГОРЯЧЕЙ ЗАГОТОВКИ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ ОТЛИВКИ НА МНЛЗ, содержащее раму, датчик измерения дефектов, выполненный цилиндрическим, ось которого перпендикулярна контролируемой поверхности, узел сканирования, включающий направляющие, параллельные контролируемой поверхности заготовки и перпендикулярные ее оси, установленную на направляющих с возможностью перемещения каретку с закрепленным на ней датчиком, привод перемещения каретки и регистрирующую аппаратуру, соединенную с датчиком, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит второй датчик измерения дефектов, соединенный с регистрирующей аппаратурой, ось которого перпендикулярна контролируемой поверхности, узел сканирования дополнительно содержит тележку, установленную с возможностью касания колесами поверхности заготовки, причем тележка с помощью шарнира закреплена на раме с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, нормальных контролируемой поверхности, из которых одна параллельна оси заготовки, направляющие установлены на тележке, центры датчиков размещены на одной прямой, параллельной направляющим, и на расстоянии где A амплитуда сканирования; L_з ширина заготовки;
R₀ радиус датчика;
0 40 мм ширина неконтролируемого участка вблизи кромки заготовки,
а координаты центров датчиков вдоль оси, параллельной направляющим, в исходном положении составляют
X₁= R_o+ , X₂ L_з / 2
с отсчетом координат от кромки заготовки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3